TW200914144A - Semiconductor device production apparatus and semiconductor device production method - Google Patents

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TW200914144A TW096145406A TW96145406A TW200914144A TW 200914144 A TW200914144 A TW 200914144A TW 096145406 A TW096145406 A TW 096145406A TW 96145406 A TW96145406 A TW 96145406A TW 200914144 A TW200914144 A TW 200914144A
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droplet
discharge nozzle
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Description

200914144 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於半導體裝置之製造裝置及製造方法。 【先前技術】 於矽晶圓及FPD基板等之含有電晶體及配線等之各種 半導體裝置製造過程時，重複利用包括抗蝕劑塗布、曝光 、顯影之各製程在內之光刻技術之圖案化、蝕刻、老化、 洗淨等之基本製程。現在，半導體裝置之製造，爲了獲得 局加工精度，利用局真空技術及電漿技術。 半導體裝置之製造所使用之半導體製造裝置，因爲必 須對應隨著基板之大型化及技術方面之進展而產生之材料 變化等，而呈現大型化傾向，並重複進行裝置構成及處理 之改良等。此外’在追求低成本化及省能源化之減輕環境 負擔時’抑制裝置製造所必要之消耗電力也是選擇半導體 製造裝置時之重要要素。 在上述狀況下，有人提出以下之新半導體製造裝置， 亦即’藉由以微細液滴之形態對基板等之被處理體表面吐 出半導體裝置材料來製造半導體裝置之技術（以下，稱爲 「液滴吐出法」）（例如，日本特開20 03 _2666 69號公報 (專利文獻1 )、日本特開2003-3 1 1 1 97號公報（專利文 獻 2))。 上述專利文獻1、專利文獻2所記載之液滴吐出法之 半導體裝置之製造時，因爲可以減少光刻及蝕刻等之製程 -4- 200914144 ，而具有可大幅降低半導體裝置之製造成本之優點。 然而，液滴吐出法時，因爲使用之全部半導體裝置材 料必須液體化成溶液、分散液等之形態，而有以下之問題 。亦即，因爲從液滴吐出噴嘴所吐出之液滴非常微小，因 爲液滴飛翔空間之環境中存在水分、氧、以及從基板表面 揮發之成份等，而導致液滴中之溶質濃度產生變化、及成 份氧化等之變質，可能影響到半導體裝置之特性。 液滴吐出法時，例如，藉由利用壓電陶瓷等之伸縮使 連通至微細噴嘴孔而配設之壓力室之內容積產生激烈變化 ’而從半導體裝置材料噴嘴孔吐出液滴。因此，可以得知 被稱爲彎月面之噴嘴孔內部之液體材料之氣液界面狀態對 吐出性能會造成很大的影響。彎月面會因爲周圍之壓力而 產生較大的變動，若噴嘴孔之外部爲低於壓力室之減壓環 境’液體材料會介由噴嘴孔流出，相反地，外部爲較高之 壓力環境’則液體材料會後退至噴嘴孔內之深處，皆無法 進行正常吐出。因此，從噴嘴吐出之液滴到達被處理體表 面之吐出空間必須爲大氣壓條件，因此，例如，可以採用 以下之手段’亦即，以使吐出空間成爲減壓狀態來置換其 環境氣體’將對飛翔之液滴之影響抑制於最小。 【發明內容】 本發明之目的係在提供，從噴嘴吐出之液滴不會產生 變質等’可有效率地置換吐出空間之環境氣體之裝置製造 裝置及裝置製造方法。 -5- 200914144 依據本發明之第1觀點，提供一種裝置製造裝置，係 用以製造半導體裝置之裝置製造裝置，其特徵爲具備：用 以載置被處理體之載置台；具有朝被處理體吐出半導體裝 置材料之液滴而與前述載置台爲相對配設之液滴吐出噴嘴 之液滴吐出機構；以及用以隔離前述液滴吐出噴嘴並保持 於大氣壓狀態之噴嘴隔離機構。 依據上述第2觀點，提供一種裝置製造裝置，係用以 製造半導體裝置之裝置製造裝置，其特徵爲具備：收容用 以載置被處理體之載置台之第1容器；對前述第1容器內 供給沖洗氣體之氣體供給機構；實施前述第1容器內之減 壓排氣之排氣機構；具有朝被處理體吐出半導體裝置材料 之液滴而與前述載置台爲相對配設之液滴吐出噴嘴之液滴 吐出機構；以及用以隔離前述液滴吐出噴嘴並保持於大氣 壓狀態之第2容器。 上述第2觀點之裝置製造裝置時，可以爲藉由前述排 氣機構使前述第1容器內成爲減壓排氣狀態，前述第2容 器之內部收容著前述液滴吐出機構而隔離前述液滴吐出噴 嘴之構成，或者，藉由前述排氣機構使前述第1容器內成 爲減壓排氣狀態，使前述第2容器抵接形成著前述液滴吐 出機構之前述液滴吐出噴嘴之噴嘴形成面而氣密地隔離前 述液滴吐出噴嘴之構成。此外，前述第2容器亦可以收容 於前述第1容器。 此外，於針對被處理體吐出液滴之吐出位置、及不吐 出液滴之待機位置之間，可進一步具備使前述液滴吐出噴 -6- 200914144 嘴移動之移動機構，而於前述待機位置，藉由前述: 器來隔離前述液滴吐出噴嘴之構成。 依據本發明之第3之觀點，提供一種裝置製造 係用以製造半導體裝置之裝置製造裝置，其特徵爲 用以載置被處理體之載置台；具有朝被處理體吐出 裝置材料之液滴而與前述載置台爲相對配設之液滴 嘴之液滴吐出機構；具有以可抵接·離開被處理體 方式配設之開口部，內部收容著前述液滴吐出機構 ，使前述液滴吐出噴嘴吐出之液滴飛翔之用以劃分 間之容器；從前述吐出空間隔離前述液滴吐出噴嘴 隔離手段；於前述容器抵接前述被處理體表面之狀 該容器之內部供給沖洗氣體之氣體供給機構；於前 抵接前述被處理體表面之狀態，對前述容器內部實 排氣之排氣機構；以及用以使前述液滴吐出機構及 置台實施相對移動之移動機構。 上述第1〜3之觀點之裝置製造裝置時，前述 出機構，係具有複數液滴吐出噴嘴，前述液滴係導 、絕緣材料、以及半導體材料之液滴，分別從前述 出噴嘴吐出前述液滴之構成。 依據本發明之第4之觀點，提供一種裝置製造 係利用具備：具備用以載置被處理體之載置台之第 :對前述第1容器內供給沖洗氣體之氣體供給機構 前述第1容器內之減壓排氣之排氣機構；具有朝被 吐出半導體裝置材料之液滴而與前述載置台爲相對 寒2容 裝置， 具備： 半導體 吐出噴 表面之 之狀態 吐出空 之噴嘴 態，對 述容器 施減壓 前述載 液滴吐 電材料 液滴吐 方法， 1容器 ;實施 處埋體 配設之 200914144 液滴吐出噴嘴之液滴吐出機構；以及具備可使前述液滴吐 出噴嘴於對被處理體吐出液滴之吐出位置、及不吐出液滴 之待機位置之間移動之移動機構；以及於前述待機位置， 隔離前述液滴吐出噴嘴並保持於大氣壓狀態之第2容器； 之裝置製造裝置，於被處理體表面製造半導體裝置之裝置 製造方法，其特徵爲含有：將被處理體搬入前述第1容器 內並載置於前述載置台；於前述待機位置，藉由前述第2 容器隔離前述液滴吐出噴嘴隔離之狀態，實施前述第1容 器之內部減壓；從前述氣體供給機構將沖洗氣體導入前述 第1容器內，置換該第1容器內部之環境氣體且恢復大氣 壓狀態；以及解除藉由前述第2容器之前述液滴吐出噴嘴 之隔離，使該液滴吐出噴嘴移動至前述吐出位置移動並朝 被處理體吐出前述液滴。 上述第4之觀點之方法時，亦可以於前述環境氣體之 置換前，進一步對前述載置台進行加熱。此外，亦可以於 從前述液滴吐出噴嘴吐出液滴後，進一步施形成之裝置之 燒結。 此外’依據本發明之第5之觀點，係提供一種裝置製 造方法，係利用裝置製造裝置’該裝置製造裝置具備：用 以載置被處理體之載置台；從與前述載置台爲相對配設之 液滴吐出噴嘴朝被處理體吐出半導體裝置材料之液滴之液 滴吐出機構；具有以可抵接·離開被處理體表面之方式配 設之開口部’內部收容著前述液滴吐出機構之狀態，用以 劃分使前述液滴吐出噴嘴吐出之液滴飛翔之吐出空間之容 -8- 200914144 器；從前述吐出空間隔離前述液滴吐出噴嘴之噴嘴隔離 段；前述容器抵接前述被處理體表面之狀態，對該容器 內部供給沖洗氣體之氣體供給機構；前述容器抵接於前 被處理體表面之狀態，實施前述容器內部之減壓排氣之 氣機構；以及使前述液滴吐出機構及前述載置台相對移 之移動機構；用以於被處理體表面製造半導體裝置之裝 製造方法，其特徵爲含有：使前述容器及被處理體進行 到成爲互相相對之位置爲止之相對移動；使前述容器之 述開口部抵接於被處理體表面；藉由前述隔離手段於前 容器內隔離前述液滴吐出噴嘴之狀態，實施前述吐出空 之減壓；藉由從前述氣體供給機構將沖洗氣體導入前述 出空間來置換該吐出空間之環境氣體，而恢復大氣壓狀 :以及解除藉由前述隔離手段之前述液滴吐出噴嘴之隔 ，使該液滴吐出噴嘴朝被處理體吐出液滴。 上述第5之觀點之方法時，可以於置換前述環境氣 前，進一步對前述載置台進行加熱。此外，可以於從前 液滴吐出噴嘴吐出液滴後，進一步實施形成之裝置之燒 〇 依據本發明，因爲配設著隔離液滴吐出噴嘴並保持 大氣壓狀態之隔離機構，可以良好效率置換液滴吐出噴 及被處理體間之吐出空間之環境氣體，且很容易即可實 。因此，可以防止從液滴吐出噴嘴吐出之液滴之半導體 置材料發生變質。 此外，藉由利用液滴吐出噴嘴製造半導體裝置，可 手 之 述 排 動 置 直 刖 述 間 吐 態 離 體 述 結 於 嘴 施 裝 以 200914144 減少光刻製程，而可實現裝置構成之簡化、節省能源化、 以及低成本化。 【實施方式】 以下’參，照圖式’針對本發明之良好實施形態進行說 明。 <第1實施形態> 第1圖係本發明之第i實施形態之裝置製造裝置之內 部構造槪略立體圖’第2圖係裝置製造裝置之槪略構成剖 面圖。該裝置製造裝置1〇〇，具備例如用以收容FPD (平 面顯示器）用玻璃基板或塑膠基板等之基板S之第1耐壓 容器之腔室該腔室1係氣密構成，可以利用排氣裝置 41進行減壓’此外’從未圖示之基板搬入出口搬入或搬出 基板S之構成。腔室1內具有：以水平載置並保持搬入之 基板S爲目的之平台3;具有對載置於該平台3之基板S 之上面（正確而言，裝置形成面）以微小液滴吐出裝置材 料之精=&、吐出噴嘴5之卡匣7;以及使該卡匣7於Y方向 進行水平移動之掃描機構9。 於掃描機構9之平台3之左右兩側，配置著於Y方向 延伸之一對之平行導軌Η。此外，配設著橫跨平台3上方 而於X方向延伸，藉由未圖示之電動馬達等之驅動，以可 於X方向水平移動之方式支撐著卡匣7之支撐構件13。 該支撐構件13具備：以可於一對之導軌11上移動之方式 -10- 200914144 立設之一對之腳部15;及以平行於平台3之基板S載置 面之方式而附掛於該腳部1 5之導引板1 7。支撐構件1 3， 係藉由例如電動馬達之未圖示之驅動機構，而使整體可以 於Y方向在一對之導軌11上移動。 於導引板17之下面，導引軸（未圖示），以可於X 方向移動之方式裝設著卡匣7。於卡匣7之下面（平台3 及基板S之相對面），形成前述精密吐出噴嘴5。其次， 藉由未圖示之驅動機構之支撐構件13之Y方向之移動、 及支撐構件13之卡匣7之X方向之移動之組合，使精密 吐出噴嘴5可以於平台3上方之XY面上以任意軌道進行 移動。 精密吐出噴嘴5，例如，係利用與噴墨印表機技術分 野之眾所皆知之噴墨噴嘴相同之液滴吐出機構實施液滴吐 出。精密吐出噴嘴5之液滴吐出機構，係具備例如具有： 多數微細噴嘴孔5 a ;及連通於該噴嘴孔5 a，可藉由壓電 元件之收縮·伸長增減內部容積之構成之壓力控制手段之 壓力發生室（省略圖示）；之液滴噴射頭。其次，以來自 控制器50(後述）之電氣驅動信號驅動壓電元件來改變壓 力發生室之容積，藉由此時所發生之內部壓力上昇（壓力 控制），朝向基板S從各噴嘴孔5 a以數微微升〜數微升 程度之微小液滴噴射液體裝置材料之構成。此外，精密吐 出噴嘴5之各噴嘴孔5 a係連結至配載於卡匣7之液體材 料槽19a、19b、19c，而從該處供給各種液體裝置材料之 構成。本實施形態時，液體材料槽1 9a係收容著例如聚乙 -11 - 200914144 炔、聚對苯二胺、poly phenylene vinylene、聚吡略、聚 (3 -甲基噻吩）等之導電性聚合物所代表之半導體材料， 液體材料槽1 9b收容著例如聚乙烯苯酚等之絕緣體材料， 液體材料槽19c則收容著例如α，α’-二癸基五噻吩、^^-didecyl hepta thiophene、α，α’-二癸基六噻吩、α，α’-十二 烷六噻吩、α,α’-二乙基六噻吩、六噻吩等之半導體材料。 此外，除了上述以外，亦可配置收容例如十二烷基苯磺酸 、乙二醇等之界面活性劑之液體材料槽，而吐出界面活性 劑。 此外，精密吐出噴嘴5之構成，只要可以微小液滴吐 出裝置材料，並未受限於上述構成。 於支撐構件13未與平台3 (及基板S)相對之區域之 待機位置，配置著密封構件2 1。此外，精密吐出噴嘴5實 施待機之待機位置，可以爲腔室1內之任一位置，亦可以 配置於腔室1之外。該密封構件2 1，係上面形成開口之框 體，例如，由金屬等之材質之耐壓容器所構成，藉由未圖 示之昇降機構而於垂直方向昇降自如之方式配設，其形成 開口之緣部2 1 a，係由例如橡膠等之彈性體、氟系樹脂、 聚醯亞胺之具有彈性之高分子體所構成。 第3圖〜第6圖係利用密封構件21之隔離構造放大 圖。首先，第3圖之例時，密封構件21之開口之緣部21 a 抵接於支撐構件13之導引板17之下面（抵接面17a)。 該支撐構件1 3之導引板1 7之下面，爲了以使腔室1內處 於減壓狀態而隔離精密吐出噴嘴5，氣密抵接著做爲第2 -12- 200914144 耐壓容器使用之密封構件21而具有密封抵接面1 7 a之機 能。此時，卡匣7整體收容於密封構件21之內部’而與 外部環境形成隔離。此外，密封構件2 1之緣部21 a ’藉由 抵接導引板1 7之抵接面1 7a時之推壓力而產生彈性變形 ，故可確保氣密性。緣部2 1 a係形成爲蛇腹狀等，應爲施 加推壓力時容易抵接之形狀，藉此，可保持良好之氣密性 〇 第4圖係利用密封構件21之隔離構造之其他例，係 密封構件2 1抵接卡匣7之噴嘴形成面7a之狀態。亦即， 此時，卡匣7之噴嘴形成面7a具有抵接面之機能。密封 構件2 1之開口之緣部2 1 a以環繞周圍之方式抵接於形成 著多數噴嘴孔5a之噴嘴形成面7a。抵接於噴嘴形成面7a 時，因爲緣部21a藉由推壓力而產生彈性變形，故可確保 氣密性。藉此’可隔離噴嘴孔5 a而阻隔外部壓力變化之 影響。 此外’第5圖所示之例時，密封構件2 1具備凸緣21 b ’藉由該凸緣21b介由〇型環等密封構件22推壓導引板 1 7之抵接面1 7 a來確保氣密性’而可隔離精密吐出噴嘴5 。此外’第6圖所示之例時’係密封構件2 1之緣部可嵌 合於卡匣7之噴嘴形成面7a之構成，藉由於該嵌合部25 配置Ο型環等之密封構件2 4 ’可隔離精密吐出噴嘴5。此 外’利用密封構件21之精密吐出噴嘴5之隔離構造，並 未限制爲第3圖〜第6圖之例示者，只要爲可確保氣密性 之構造，可以爲任何構造。 -13- 200914144 如第2圖所示，於腔室1之天花板1 a之中央部，配 設著將氣體導入腔室1內之氣體導入部26，該氣體導入部 26介由氣體供給管29，連結著用以供給例如Ar、N2之沖 洗氣體之沖洗氣體供給源3 1。於氣體供給管2 9之途中， 配設著質量流量控制器（MFC ) 3 3及其前後之閥門35、 37，介由氣體導入部26以既定流量將沖洗氣體導入腔室1 內。 此外，氣體導入部2 6不一定要配設於腔室1之上部 ，例如，亦可以配設於腔室1之側壁1 c或底板1 b。 此外，於腔室1之底板1 b，配設著複數之排氣口 3 9 ，該排氣口 39連結至具備未圖示之真空泵之排氣裝置41 。其次，係可藉由驅動排氣裝置41而介由排氣口 39使腔 室1內減壓至既定減壓狀態之構成。此外，爲了有效率地 實施利用沖洗氣體之腔室1內之環境氣體置換，如第2圖 所示，相對配設氣體導入部2 6及排氣口 3 9優於並列配設 〇 於腔室1之天花板1 a，配設著例如由鎢絲燈等所構成 之複數加熱燈43，可實施腔室1內之昇溫。此外，於平台 3，埋設設電阻加熱器45，利用加熱器電源47所供給之電 力實施平台3之加熱，而對載置於其上之基板S進行加熱 。此外，加熱燈43或電阻加熱器45等之加熱手段（加熱 機構），可以配置於腔室1之上部（天花板la)或下部（ 平台3或底板lb)之任一方，然而，如第2圖之例示，藉 由配置於上下部之兩方，可以縮短加熱時間，而提高裝置 -14 - 200914144 形成之產出量。 裝置製造裝置100之各構成部係連結於具備微處理機 (電腦）之控制器5 0來進行控制之構成。於控制器5 0， 連結著由操作員用以執行以管理裝置製造裝置1 00爲目的 之指令之輸入操作等之鍵盤、及用以顯示裝置製造裝置 1 〇〇之運轉狀況之顯示器等所構成之使用者介面5 1。 此外，於控制器5 0，連結著用以儲存記錄著以控制器 50之控制來實現裝置製造裝置1〇〇所執行之各種處理爲目 的之控制程式及處理條件資料等之處方之記憶部52。 其次，必要時，可依據從使用者介面51之指示等， 從記憶部5 2呼叫任意之處方來使控制器5 0執行，而在控 制器5 0之控制下，使裝置製造裝置1 0 0執行期望之處理 。處方，例如’可以儲存於CD-ROM、DVD、硬碟、軟碟 、快閃記憶體等之電腦可讀取之記憶媒體之狀態來利用者 ，或者，從其他裝置介由例如專用迴線可隨時傳送利用者 〇 裝置製造裝置100，藉由上述之構成，可對基板S上 之預設區域吐出液體裝置材料，而形成例如電晶體等之半 導體裝置。 以上構成之裝置製造裝置1 0 0時，以例如第7圖所示 之步驟執行裝置之製造。 首先，從未圖示之基板搬入出口將基板S搬入腔室1 內，並載置於平台3上（步驟S1)。 其次’藉由使支撐構件1 3沿著一對導軌1 1進行滑動 -15- 200914144 移動，使卡匣7從待機位置，亦即，精密吐出噴嘴5與基 板S相對之位置以外之位置移動至與密封構件21相對之 位置，於該狀態下，使密封構件21上昇而使密封構件2 1 之緣部2 1 a抵接於支撐構件1 3之抵接面1 7a，來隔離精密 吐出噴嘴5 (步驟S 2 )。 在隔離精密吐出噴嘴5之狀態下，驅動排氣裝置4 1， 實施使腔室1內成爲既定壓力爲止之減壓排氣（步驟S3 )。藉此’除去腔室1內之環境氣體中之水分及氧、以及 形成於基板S上之膜等所揮發之溶劑及化學物質等之揮發 成份。因爲於此種減壓狀態下，利用密封構件2 1隔離精 密吐出噴嘴5，使精密吐出噴嘴5之噴嘴孔5 a保持於大氣 壓狀態’而維持良好狀態之彎月面。 其次’對配設於腔室1之天花板部之加熱燈43、或埋 設配置於平台3之電阻加熱器45、或該等雙方供給電力， 而將腔室1內之環境氣體及基板S加熱至特定溫度（步驟 S4 )。此外’該加熱製程並無特別限制。 其次’在隔離精密吐出噴嘴5之狀態下，介由氣體導 入部26從沖洗氣體供給源3 !將沖洗氣體導入腔室1內， 以沖洗氣體置換腔室1內之環境氣體，而且，使腔室1內 之壓力恢復成大氣壓（步驟S 5 )。 藉由導入沖洗氣體而使腔室1內恢復成大氣壓狀態後 ’藉由使密封構件2 1下降而解除精密吐出噴嘴5之隔離 並移動支撐構件1 3，使位於待機位置之卡匣7之精密吐出 噴嘴5移動至與載置於平台3之基板s相對之吐出位置（ -16- 200914144 步驟S6)。其次，使卡匣7於X方向往返移動，同時， 朝基板S表面吐出液體裝置材料之液滴（步驟s 7 )。因 爲從精密吐出噴嘴5以數微微升〜數微升之微小液滴之方 式吐出導電體絕緣體及半導體之各液體材料，而可於基板 S上形成微細之裝置構造。此外，微小液滴朝向基板s飛 翔之吐出空間’因爲係減壓排氣後及利用沖洗氣體置換環 境氣體’液體材料成份不會變質，而製成良質之裝置。 使用裝置製造裝置100製作裝置時，可以實施1次之 上述步驟S2〜步驟S7之各製程，然而，亦可以配合製作 之裝置種類’於第7圖所示之步驟S 7結束後回到步驟S 2 之處理’而重複實施步驟S2〜步驟S7爲止之製程。 吐出結束後，必要時，可對配設於腔室1之天花板部 之加熱燈43、或埋設配置於平台3之電阻加熱器45、或 該等雙方供給電力，例如，以5 0〜1 0 0 °C程度之加熱來實 施形成於基板S上之裝置之加熱.燒結（步驟s 8 )。藉 此，可以使液體材料中所含有之溶劑·溶媒等之成份揮發 而除去並硬化。此外，該步驟S 8之加熱/燒結製程可以爲 任意製程。 傳統之噴墨塗布方式時，從噴嘴吐出之液滴到達被處 理體表面到達爲止之吐出空間，必須爲大氣壓條件，然而 ，本實施形態時，可藉由密封構件2 1隔離精密吐出噴嘴5 而可切換大氣狀態及真空狀態，故可防止從噴嘴孔5 a之 液滴漏出，在真空中亦可以塗布方式製造裝置。 其次，載置於平台3上之基板S介由未圖示之基板搬 -17- 200914144 入出口搬出至腔室1外（步驟S9)。藉由以上之步驟SI 〜步驟S9爲止之一連串製程，結束對1片基板S之裝置 製作。 其次，針對使用裝置製造裝置100製造DRAM ( Dynamic Random Access Memory)等可利用之記憶單元時 之槪略製造製程進行說明。第8A圖〜第8E圖係使用裝置 製造裝置 1〇〇 製造 DRAM ( Dynamic Random Access Memory )等可利用之記憶單元時之製程剖面圖。首先， 如第8A圖所示，從配載於卡匣7之液體材料槽19a朝例 如PET (聚乙嫌對苯二酸酯）製之基板s表面介由精密吐 出噴嘴5吐出導電體材料，而形成閘極20 i。 其次。如第8 B圖所示，從液體材料槽1 9b吐出絕緣 材料，以覆蓋閘極201之方式形成層積膜202(層積著閘 極絕緣膜及半導體膜之構造者；圖中只圖示絕緣膜）。此 外’於鄰接於以如上之方式所形成之閘極構造之區域，從 液體材料槽1 9a介由精密吐出噴嘴5吐出導電體材料，而 如第8 C圖所示’形成源·汲用電極2 〇 3 a、2 〇 3 b。其次， 如第8 D圖所示’從液體材料槽1 9 b吐出絕緣材料，以覆 蓋源.汲用電極203a、203b之方式形成電容膜2〇4及絕 緣膜2 0 5。其次，最後，從液體材料槽1 9 a介由精密吐出 噴嘴5吐出導電體材料，而如第se圖所示，以覆蓋電容 膜2〇4之方式形成電容電極206。 第9圖係第8D圖之階段（形成著電容膜204之狀態 )之平面圖。如上所示，從精密吐出噴嘴5所吐出之裝置 -18- 200914144 材料之液滴’於基板s之表面，會擴散成圓形，藉由依序 吐出不同液體裝置材料重疊進行層積，無需光刻製程或蝕 刻製程及以其爲目的之設備，而可於基板S之表面形成期 望構造之半導體裝置。 <第2實施形態> 第10圖係本發明之第2實施形態之裝置製造裝置200 之槪略構成立體圖，第1 1圖係其槪略側面圖。本實施形 態之裝置製造裝置2〇〇 ’因爲係無需腔室之構成，可有效 地應用於因爲基板s較爲大型而無法收容於腔室內時。 該裝置製造裝置200，係具有··例如用以水平載置並 保持FPD用玻璃基板或塑膠基板等之基板S之平台1〇3; 具有對載置於該平台103之基板S之上面（正確而言，係 裝置形成面），以微小液滴吐出裝置材料之精密吐出噴嘴 105之卡匣107;以及使該卡匣107於Y方向進行水平移 動之掃描機構109。 掃描機構109時，於Y方向延伸之一對之平行導軌 11 1係配置於平台1 0 3之左右兩側。此外，配設著支撐構 件1 1 3，以橫跨平台1 0 3上方之方式於X方向延伸，藉由 未圖示之電動馬達等之驅動而可於X方向水平移動之方式 支撐著卡匣107。支撐構件113具備：以可分別於一對之 導軌111上移動之方式立設之一對之腳部115;及以平行 於平台1 03之基板S載置面之方式而附掛於腳部1 1 5之導 引板1 1 7。該支撐構件1 1 3 ’係藉由例如電動馬達之未圖 -19- 200914144 示之驅動機構，而使整體可以於Y方向在一對之導軌111 上移動。 此外，於導引板11 7，介由昇降軸1 1 8以可相對於一 對之腳部115之垂直方向進行昇降移位之方式配設著未圖 示之昇降機構。 於導引板117之下面，介由未圖示之導引軸，以可於 X方向移助之方式裝設著卡匣107。於卡匣107之下面（ 平台1 03及基板S之相對面），形成著前述精密吐出噴嘴 1 05。其次，藉由利用未圖示之驅動機構之支撐構件1 1 3 之Y方向移動、及支撐構件113之卡匣107之X方向移 動之組合，精密吐出噴嘴105可以於平台103上方之XY 面上以任意軌道進行移動。 精密吐出噴嘴1 0 5，因爲與第1實施形態之精密吐出 噴嘴5爲相同構成，故省略其說明。此外，精密吐出噴嘴 105連結著配載於卡匣107之液體材料槽119a、119b、 1 1 9c，從前述供給各種液體材料之構成。液體材料槽1 1 9a 收容著導電體材料，液體材料槽119b收容著絕緣體材料 ，液體材料槽1 1 9c收容著半導體材料。 此外，於支撐構件113之導引板117之下面，配設著 以環繞卡匣107之周圍而可抵接·離開被處理體表面之方 式配設之耐壓容器之框體1 1 6。此外，第7圖係切除部分 框體116時。該框體116係上端以大致垂直之方式連結於 導引板11 7之下面，下方則形成開口之形狀，開口之緣部 1 1 6a係例如由橡膠等之彈性體所構成之密封構件。框體 -20- 200914144 116，藉由使導引板117上下昇降，而可使緣部116a成爲 抵接基板S之表面之狀態、及離開之狀態之兩種狀態。 在框體1 1 6之環繞下，於配置於其內側之卡匣1 07之 下部，以可於水平方向滑動之方式配設著隔板1 0 8 ’該隔 板108，如第12圖所示，藉由電動馬達（未圖示）等之驅 動機構，而可相對於噴嘴形成面1 〇 7 a進行平行滑動移動 。藉由該隔板108，噴嘴孔l〇5a形成從外部環境氣體阻隔 之封閉狀態、及開放於外部環境氣體之開放狀態。因此， 使框體116內處於減壓狀態時，可以使噴嘴孔l〇5a成爲 未露出於吐出空間之密封。 於框體116之側部，配設將氣體導入至內部之氣體導 入部126，該氣體導入部126，介由氣體供給管129，連結 著用以供給例如Ar、N2等之沖洗氣體之沖洗氣體供給源 1 3 1。氣體供給管1 29之途中，配設著質量流量控制器1 3 3 及其前後之閥門1 3 5、1 3 7，介由氣體導入部1 2 6以既定流 量將沖洗氣體導入框體1 1 6內。 此外，於與前述氣體導入部丨2 6相對之側之框體1 ! 6 之側部’配設著排氣口 1 3 9 ’該排氣口 1 3 9連結著具備未 圖示之真空泵之排氣裝置141。其次，於框體116抵接於 基板S之狀態’藉由驅動排氣裝置14ι，可介由排氣口 1 3 9使框體1 1 6內減壓至既定減壓狀態爲止之構成。 於平台103’埋設著電阻加熱器145，藉由從加熱器 電源1 4 7供給電力而對平台丨〇 3進行加熱，可以對載置其 上之基板S進行加熱。 -21 - 200914144 裝置製造裝置200時，藉由如上所述之構成，可對基 板S上之預設區域吐出液體裝置材料，而形成例如電晶體 等之半導體裝置。 此外，裝置製造裝置200之其他構成，因爲與第1實 施形態之裝置製造裝置1 00相同，針對相同構成賦予相同 符號並省略其說明。 如以上所示之構成之裝置製造裝置200時，以第13 圖所示之步驟實施裝置之製造。 首先，將基板S載置於平台丨03，以支撐構件1 1 3沿 著一對之導軌111滑動移動而使框體116位於基板S之上 方位置爲止（步驟S 1 1 )。該狀態時，隔板1 08爲封閉狀 態’精密吐出噴嘴1 0 5之噴嘴孔1 〇 5 a從外部環境氣體隔 離。 其次，使框體116下降，而使框體116之緣部116a 抵接於基板S之上面（裝置形成面）（步驟S 1 2 )。其次 ’驅動排氣裝置141，實施框體ι16內之減壓排氣（步驟 S13)。藉此，除去框體ι16內之吐出空間中之水分及氧 、以及形成於基板S上之膜等所揮發之溶劑及化學物質等 之揮發成份。因爲於此種減壓狀態下，利用隔板1 0 8隔離 精密吐出噴嘴1 0 5，使精密吐出噴嘴1 〇 5之噴嘴孔1 〇 5 a保 持於大氣壓狀態，而維持良好狀態之彎月面。 其次，對埋設配置於平台1 〇 3之電阻加熱器1 4 5供給 電力’將基板S加熱至特定溫度（步驟s 14 )。此外，該 加熱製程可以爲任意製程。 -22 - 200914144 其次，在隔離精密吐出噴嘴1 1 5之狀態，介由氣體導 入部1 2 6從沖洗氣體供給源1 3 1對框體1 1 6內導入沖洗氣 體，以沖洗氣體置換框體1 1 6內之環境氣體，而且，使框 體116內之壓力恢復成大氣壓（步驟S15)。 藉由導入沖洗氣體而使框體1 1 6內恢復成大氣壓狀態 後，直到隔板1 08成爲開放狀態爲止進行滑動而解除精密 吐出噴嘴5之隔離（步驟S16)。其次，使卡匣7於X方 向往返移動，同時，朝基板S表面吐出半導體裝置材料之 液滴（步驟S 1 7 )。因爲從精密吐出噴嘴1 〇 5以數微微升 〜數微升之微小液滴之方式吐出導電體絕緣體及半導體之 各液體材料，故可以於基板S上形成微細裝置構造。此外 。微小液滴朝基板S飛翔之吐出空間，於減壓排氣後，因 爲以沖洗氣體置換環境氣體，故液體材料成份不會變質， 而避免對裝置產生不良影響。 使用裝置製造裝置2 0 0製作裝置時，可以實施1次之 上述步驟S12〜步驟S17之各製程，然而，亦可以配合製 作之裝置種類’如第13圖所示，重複實施步驟S12〜步 驟S17爲止之各製程。 吐出結束後’必要時’可對埋設配置於平台丨03之電 阻加熱器1 4 5供給電力’例如，以5 0〜1 0 0 °C程度之加熱 來實施形成於基板S上之裝置之加熱.燒結（步驟s 1 8 ) 。藉此’可以使液體材料中所含有之溶劑·溶媒等之成份 揮發而除去。該步驟S 1 8之加熱/燒結製程可以爲任意製 程。 -23- 200914144 其次，以未圖示之搬送機構使載置於平台103上之基 板S移動（步驟S19)。藉由以上之步驟S11〜步驟S19 爲止之一連串製程，結束對1片基板S之裝置製作，無需 光刻製程或蝕刻製程及以其爲目的之設備，而可於基板S 之表面製造電晶體或電容器等之半導體裝置。 本實施形態時，與第1實施形態相同，因爲精密吐出 噴嘴1 0 5可以進行大氣狀態及真空狀態之切換，故可防止 從噴嘴孔1 05 a之液滴漏出，在真空中亦可以塗布方式製 造裝置。 以上，列舉數種實施形態，針對本發明進行詳細說明 ，然而，本發明並未受限於上述實施形態，可以實施各種 變形。例如’上述說明中’基板S係以使用FPD用玻璃基 板等之矩形大型基板時爲例’然而，以砂晶圓等之半導體 基板做爲被處理體時，亦可應用本發明。 本發明適合應用於例如電晶體、電容器、T F T元件等 之各種半導體裝置之製造。 【圖式簡單說明】 第1圖係第1實施形態之裝置製造裝置之內部之槪略 構成立體圖。 第2圖係第1實施形態之裝置製造裝置之槪略剖面圖 〇 第3圖係精密吐出噴嘴之密封構造例之重要部位剖面 圖。 -24- 200914144 第4圖係精密吐出噴嘴之密封構造之他例之重要部位 剖面圖。 第5圖係精密吐出噴嘴之密封構造之他例之重要部位 剖面圖。 第6圖係精密吐出噴嘴之密封構造之他例之重要部位 剖面圖。 第7圖係裝置形成步驟之一例之流程圖。 第8A圖係電容器製造之步驟之一例之製程剖面圖。 第8B圖係電容器製造之步驟之一例之製程剖面圖。 第8C圖係電容器製造之步驟之一例之製程剖面圖。 第8D圖係電容器製造之步驟之一例之製程剖面圖。 第8E圖係電容器製造之步驟之一例之製程剖面圖。 第9圖係第8 D圖之狀態之裝置平面圖。 第1 〇圖係第2實施形態之裝置製造裝置之槪略構成 之部分剖面立體圖。 第1 1圖係第2實施形態之裝置製造裝置之槪略剖面 圖。 第1 2圖係用以說明隔離板之重要部位剖面圖。 第1 3圖係裝置形成步驟之他例之流程圖。 【主要元件符號說明】 1 :腔室 1 b :底板 1 c :側壁 -25- 200914144 3 :平台 5 :精密吐出噴嘴 5 a :噴嘴孔 7 :卡匣 7 a :噴嘴形成面 1 3 :支撐構件 17 :導引板 1 7 a ·抵接面 19a :液體材料槽 19b :液體材料槽 19c :液體材料槽 2 1 :密封構件 2 1 a :緣部 22 :密封構件 24 :密封構件 2 5 ’·嵌合部 26 :氣體導入部 29 :氣體供給管
3 1 =沖洗氣體供給源 33 ： MFC 3 5 :閥門 3 7 :閥門 3 9 :排氣口 41 :排氣裝置 -26- 200914144 4 3 :加熱燈 45 :電阻加熱器 4 7 :加熱器電源 5 0 :控制器 5 1 :使用者介面 52 ’·記憶部 103 :平台 1 0 5 a :噴嘴孔 105 :精密吐出噴嘴 107a :噴嘴形成面 1 07 :卡匣 1 〇 8 :隔板 109 :掃描機構 1 1 1 :導軌 1 1 3 :支撐構件 1 1 5 :腳部 1 1 6 a :緣部 1 1 6 :框體 1 17 :導引板 1 1 8 :昇降軸 1 1 9 a :液體材料槽 1 1 9b :液體材料槽 119c :液體材料槽 126 :氣體導入部 -27 200914144 129 :氣體供給管 1 3 1 :沖洗氣體供給源 133 : MFC 1 3 5 :閥門 1 3 7 :閥門 1 3 9 :排氣口 1 4 1 :排氣裝置 145 :電阻加熱器 1 4 7 :加熱器電源 200 :裝置製造裝置 2 0 1 :間極 202 :層積膜 2 0 3 a :源極 203 b ：汲極 204 :電容膜 205 :絕緣膜 206 :電容電極 -28-

Claims (1)

  1. 200914144 十、申請專利範圍 1. 一種裝置製造裝置，係用以製造半導體裝置之裝 置製造裝置，其特徵爲具備： 用以載置被處理體之載置台； 具有朝被處理體吐出半導體裝置材料之液滴而與前述 載置台爲相對配設之液滴吐出噴嘴之液滴吐出機構；以及 用以隔離前述液滴吐出噴嘴並保持於大氣壓狀態之噴 嘴隔離機構。 2. 如申請專利範圍第1項之裝置製造裝置，其中 前述液滴吐出機構，具有複數液滴吐出噴嘴，前述液 滴係導電材料、絕緣材料、以及半導體材料之液滴，分別 被從前述液滴吐出噴嘴吐出。 3. —種裝置製造裝置，係用以製造半導體裝置之裝 置製造裝置，其特徵爲具備： 收容用以載置被處理體之載置台之第1容器； 對前述第1容器內供給沖洗氣體之氣體供給機構； 實施前述第1容器內之減壓排氣之排氣機構； 具有朝被處理體吐出半導體裝置材料之液滴而與前述 載置台爲相對配設之液滴吐出噴嘴之液滴吐出機構；以及 用以隔離前述液滴吐出噴嘴並保持於大氣壓狀態之第 2容器。 4-如申請專利範圍第3項之裝置製造裝置，其中 藉由前述排氣機構使前述第1容器內成爲減壓排氣狀 態，前述第2容器將前述液滴吐出機構收容於內部而隔離 -29- 200914144 前述液滴吐出噴嘴。 5 _如申請專利範圍第3項之裝置製造裝置，其中 藉由前述排氣機構使前述第1容器內成爲減壓排氣狀 態’前述第2容器抵接形成著前述液滴吐出機構之前述液 滴吐出噴嘴之噴嘴形成面而氣密地隔離前述液滴吐出噴嘴 〇 6. 如申請專利範圍第3項之裝置製造裝置，其中 前述第2容器被收容於前述第1容器。 7. 如申請專利範圍第3項之裝置製造裝置，其中 更具備可使前述液滴吐出噴嘴於對被處理體吐出液滴 之吐出位置、及不吐出液滴之待機位置之間移動之移動機 構， 於前述待機位置，利用前述第2容器隔離前述液滴吐 出噴嘴。 8 ·如申請專利範圍第3項之裝置製造裝置，其中 前述液滴吐出機構具有複數之液滴吐出噴嘴，前述液 滴係導電材料、絕緣材料、及半導體材料之液滴，分別從 前述液滴吐出噴嘴被吐出。 9· 一種裝置製造裝置，係製造半導體裝置之裝置製 造裝置，其特徵爲具備： 用以載置被處理體之載置台； 具有朝被處理體吐出半導體裝置材料之液滴而與前述 載置台爲相對配設之液滴吐出噴嘴之液滴吐出機構； 具有以可抵接.離開之方式配設於被處理體表面之開 -30- 200914144 口部’內部收容著前述液滴吐出機構之狀態，用以劃分使 前述液滴吐出噴嘴吐出之液滴飛翔之吐出空間之容器； 從前述吐出空間隔離前述液滴吐出噴嘴之噴嘴隔離手 段； 前述容器抵接於前述被處理體表面之狀態，對該容器 之內部供給沖洗氣體之氣體供給機構； 前述容器抵接於前述被處理體表面之狀態，實施前述 容器內部之減壓排氣之排氣機構；以及 使前述液滴吐出機構及前述載置台相對移動之移動機 構。 1〇·如申請專利範圍第9項之裝置製造裝置，其中 前述液滴吐出機構，具有複數液滴吐出噴嘴，前述液 滴係導電材料、絕緣材料、以及半導體材料之液滴，分別 被從前述液滴吐出噴嘴吐出。 11· 一種裝置製造方法，係利用裝置製造裝置，該裝 置製造裝置具備：具有用以載置被處理體之載置台之第i 容器；對前述第1容器內供給沖洗氣體之氣體供給機構； 實施前述第1容器內之減壓排氣之排氣機構；從與前述載 置台爲相對配置之液滴吐出噴嘴朝被處理體吐出半導體裝 置材料之液滴之液滴吐出機構；使前述液滴吐出噴嘴於對 被處理體吐出液滴之吐出位置及不吐出液滴之待機位置之 間移動之移動機構；以及於前述待機位置，隔離前述液滴 吐出噴嘴並保持於大氣壓狀態之第2容器；用以於被處理 體表面製造半導體裝置之裝置製造方法，其特徵爲含有： -31 - 200914144 將被處理體搬入前述第1容器內並載置於前述載置台 ! 於前述待機位置，藉由前述第2容器隔離前述液滴吐 出噴嘴之狀態，實施前述第1容器之內部之減壓； 從前述氣體供給機構將沖洗氣體導入前述第1容器內 ，置換該第1容器內部之環境氣體且恢復大氣壓狀態；以 及 解除藉由前述第2容器之前述液滴吐出噴嘴之隔離， 使該液滴吐出噴嘴移動至前述吐出位置並朝被處理體吐出 前述液滴。 12. 如申請專利範圍第1 1項之裝置製造方法，其中 於前述環境氣體置換之前’進一步對前述載置台及前 述第1容器進行加熱。 13. 如申請專利範圍第1 1項之裝置製造方法，其中 前述液滴吐出噴嘴吐出前述液滴後，進一步燒結所形 成之裝置。 14. 一種裝置製造方法，係利用裝置製造裝置，該裝 置製造裝置具備：用以載置被處理體之載置台；從與前述 載置台爲相對配置之液滴吐出噴嘴朝被處理體吐出半導體 裝置材料之液滴之液滴吐出機構；具有以可抵接·離開被 處理體表面之方式配設之開口部，內部收容著前述液滴吐 出機構之狀態，用以劃分使前述液滴吐出噴嘴吐出之液滴 飛翔之吐出空間之容器；從前述吐出空間隔離前述液滴吐 出噴嘴之噴嘴隔離手段；前述容器抵接前述被處理體表面 -32- 200914144 之狀態，對該容器之內部供給沖洗氣體之氣體供給機構； 前述容器抵接於前述被處理體表面之狀態，實施前述容器 內部之減壓排氣之排氣機構；以及使前述液滴吐出機構及 前述載置台相對移動之移動機構；用以於被處理體表面製 造半導體裝置之裝置製造方法，其特徵爲含有： 使前述容器及被處理體進行直到成爲互相相對之位置 爲止之相對移動； 使前述容器之前述開口部抵接於被處理體表面； 藉由前述隔離手段於前述容器內隔離前述液滴吐出噴 嘴之狀態’實施前述吐出空間之減壓； 藉由從前述氣體供給機構將沖洗氣體導入前述吐出空 間來置換該吐出空間之環境氣體，而恢復大氣壓狀態；以 及 解除藉由前述隔離手段之前述液滴吐出噴嘴之隔離， 使該液滴吐出噴嘴朝被處理體吐出液滴。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之裝置製造方法，其中 於前述環境氣體置換之前，進一步對前述載置台進行 加熱。 1 6 .如申請專利範圍第1 4項之裝置製造方法，其中 前述液滴吐出噴嘴吐出液滴後，進一步燒結所形成之 裝置。 -33-
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